Научници су до сада добили најбоље мерење величине и садржаја неутронске звезде, ултра густог објекта који садржи најчуднију и најређи материју у Универзуму.
Ово мерење може довести до бољег разумевања грађевних блокова природе - протона, неутрона и њихових саставних кваркова - јер су они компресовани унутар звезде неутрона до трилијуна густине пута већих него на Земљи.
Др Тод Строхмаиер из НАСА-иног центра за свемирске летове Годдард у Греенбелту, Мд., И његов колега, Адам Вилларреал, студент послиједипломског студија на Универзитету у Аризони, данас су представили ове резултате током конференције за штампу са седиштем у Њу Орлеансу, на састанку Одељење за високоенергетску астрофизику Америчког астрономског друштва.
Рекли су да је њихова најбоља процена радијуса неутронске звезде 7 миља (11,5 километара), плус или минус шетња око Француске четврти. Чини се да је маса 1,75 пута већа од Сунца, масивнија је него што неке теорије предвиђају. Они су извршили своја мерења помоћу НАСА-иног Россијевог Кс-раи претраживача и архивирали податке Кс-зрака
Дуго тражени однос масеног радијуса дефинише однос унутрашње густине и притиска звезде неутронске звезде, такозвану једначину стања. А то заузврат, одређује каква материја може да постоји унутар неутронске звезде. Садржај нуди пресудан тест за теорије које описују фундаменталну природу материје и енергије и снагу нуклеарних интеракција.
"Ми бисмо заиста желели да се бавимо робом у центру неутронске звезде," рекао је Строхмаиер. „Али пошто то не можемо, ово је следећа најбоља ствар. Неутронска звезда је космичка лабораторија и пружа једину прилику да се виде ефекти материје стиснуте у толикој мери. “
Неутронска звезда су језгрони остаци звезде једном веће од Сунца. Унутрашњост садржи материју под силама која је можда постојала у тренутку Великог праска, али која се не може копирати на Земљи. Неутронска звезда у данашњем саопштењу део је бинарног система звезда названог ЕКСО 0748-676, смештеног у сазвежђу Воланс или Летећа риба удаљена око 30 000 светлосних година, видљива на јужном небу са великим телескопом у дворишту.
У овом систему гас из „нормалне“ пратеће звезде упада у неутронску звезду, коју привлачи гравитација. То покреће термонуклеарне експлозије на површини неутронске звезде које осветљавају регион. Овакви рафали често откривају брзину центрифуге неутронске звезде кроз треперење у рендгенском светлу које се емитује, а које се назива осцилација рафала. (Уметничке концепте овог процеса потражите у ставкама 1 - 6. Филм и детаљан опис могу се наћи у плавом колону са десне стране.)
Научници су открили фреквенцију осцилације рафала од 45 херца, што одговара брзини вртње неутронске звезде од 45 пута у секунди. Ово је лаган темпо за неутронске звезде, које се често виде како се окрећу преко 300 пута у секунди.
Научници су потом искористили велика надгледања ЕКСО 0748-676 са сателитом КСММ-Невтон Европске свемирске агенције из 2002. године, а водио га је др. Јеан Цоттам из НАСА Годдард. Цоттамов тим открио је спектралне линије које емитује врући гас, сличне по изгледу кардиограма. Ове линије су имале две карактеристике. Прво су смењени Допплер. То значи да је детектирана енергија била просек светлости који се врти око неутронске звезде, одмичући се од нас, а затим према нама. Друго, линије су гравитационо померене. То значи да се гравитација повлачила за светлом док је покушавала да побегне из региона, укравши делић своје енергије.
Строхмаиер и Вилларреал утврдили су да су фреквенција од 45 херца и посматране ширине линија од Доплеровог померања у складу са радијусом неутронских звезда између 9,5 и 15 километара, а најбоља процена је 11,5 километара. Однос између фреквенције рафала, померања Доплера и радијуса је да брзина гаса који се врти око површине звезде зависи од радијуса звезде и њене брзине центрифуге. У суштини, бржи спин одговара широкој спектралној линији (техника слична начину на који државни војник може открити аутомобиле који пребрзу вожњу).
Мерење гравитационог црвеног померања „Цоттам“ тима понудило је прву меру односа масеног радијуса, мада без знања о маси и радијусу. То је зато што степен црвеног померања (снага гравитације) зависи од масе и радијуса неутронске звезде. Неки научници су довели у питање ово мерење, јер су откривени спектрални водови били преуски. Нови резултати јачају гравитационо тумачење црвеног померања Козамових спектралних линија (а самим тим и односа масеног радијуса), јер спорије вртећа звезда лако може да произведе тако релативно уске линије.
Дакле, све сигурнији у однос масе и радијуса и сада знајући радијус, научници су могли да израчунају масу неутронске звезде. Вредност је била између 1,5 и 2,3 соларне масе, са најбољом проценом у 1,75 соларних маса.
Резултат подупире теорију да је материја у неутронској звезди у ЕКСО 0748-676 пакована тако чврсто да су готово сви протони и електрони стиснути у неутроне, који се врте као суперфлуид, течност која тече без трења. Ипак, ствар није спакована тако чврсто да су ослобођени кваркови, такозвана кваркова звезда.
"Наши резултати заиста почињу да притискају једнаџбу стања неутронских звезда", рекао је Виллареал. „Изгледа да су једнаџбе стања које предвиђају или веома велике или врло мале звезде скоро искључене. Можда је узбудљивије то што сада имамо опсервациону технику која би нам требала омогућити да меримо односе масе-полупречника у другим неутронским звездама. "
Предложена НАСА-ина мисија названа Цонстеллатион Кс-раи Обсерватори имала би могућност да врши таква мерења, али са много већом прецизношћу, за бројне системе неутронских звезда.
Изворни извор: НАСА Невс Релеасе
